null路 由 器 知 识 讲 座路 由 器 知 识 讲 座河北省数据通信局技术支援中心石家庄冀龙计算机网络有限公司技术一部 李宏杰主要内容主要内容网络的体系结构
路由器的基本功能
路由器的工作原理
Cisco路由器产品介绍
路由器的基本配置
路由器连网中的故障分析
一、网络的体系结构一、网络的体系结构把计算机机网络要实现的整体功能给予结构化和模块化,把整体功能划分为几个相对独立的子功能层次,各功能层次间有机连结在一起,下层支持上层,上层调用下层,即组成了网络整体的分层体系结构。ISO/OSI七层参考模型ISO/OSI七层参考模型应用层
表示层
会话层
传输层
网络层
数据链路层
物理层应用层
表示层
会话层
传输层
网络层
数据链路层
物理层通信介质null应用层
表示层
会话层
传输层
网络层
数据链路层
物理层资源子网通信子网物理层物理层建立、维护和拆除物理链路的机械、电气和功能的特征,把实体连接起来,在物理介质上传输无特征的比特流
网卡、RS-232C、V24、X.21、V35
都属于物理层范围数据链路层 数据链路层 组织成帧和实现介质访问控制,并用校验、确认重发等机制把物理链路提升为无差错的数据链路。
把无特征的二进制位流组织成帧(Frame),在帧头加源目的物理地址,保证以帧为单位可靠地将数据传输到目的地。数据链路层数据链路层分为MAC(介质访问控制)子层和LLC(逻辑链路控制)子层。
MAC主要是组织帧、封帧和解帧,并对网上多个站点实现介质访问控制。
LLC在顶端提供多个服务访问点LSAP,可为多个用户进程提供多条数据链路复用同一物理链路。
网络层网络层对数据包从源节点,经由中间一些节点到目的节点的路径进行选择(包括建立、维持、拆除等)和分组交换及流量控制技术,实现点到点的数据传输,使传输层摆脱路由选择、交换方式、拥护控制等网络细节,实现端到端的数据传输。TCP/IP分层结构TCP/IP分层结构应用层(进程)
传输层(TCP和UDP)
网际层(IP)
物理层数据链路层
物理层逻辑网络TCP/IP和 OSI对应
传输层(TCP和UDP)
网际层(IP)
TCP/IP和 OSI对应物理层数据链路层
物理层应用层
表示层
会话层
传输层
网络层
数据链路层
物理层应用层TCP/IP逻辑网络与上下层关系TCP/IP逻辑网络与上下层关系A机B机应用层应用层TCP层IP层通信子网一个统一的逻辑网络Ethernet ARCnet ···· TokenRingTCP/IP数据的封装过程TCP/IP数据的封装过程TCP/UDP报文IP报头 IP数据帧头 物理帧数据IP数据包物理帧传输层网络层链路层IP报头:源、目的 IP地址,是逻辑地址
帧头:源、目的物理地址,是真实地址数据传输的过程数据传输的过程路由器A路由器BIP寻径IP寻径IP数据报逻辑网
IP层加帧头去帧头帧传输和直接寻径数据链路层物理层路由器正是工作在IP下
三层的通信子网上,从
而屏蔽了底两层物理网
络的差异,实现各种网
络的互联。路由器正是工作在IP下
三层的通信子网上,从
而屏蔽了底两层物理网
络的差异,实现各种网
络的互联。二、路由器的功能二、路由器的功能路由器Router路
由主要功能主要功能连接多个独立的网络或子网
实现网间最佳寻径和数据报传送
流量管理:包过滤、负载分流、负载均衡、优先
冗余和容错
数据压缩、加密
网络互联网络互联路由器总是有多个LAN和WAN端口,每个端口所联的网段是一个独立的网络或子网号。WAN192.11.1.0192.11.2.0192.11.3.0192.11.4.0192.11.5.0掩码:255.255.255.0网络互联网络互联路由器能对其互联的两个异构形网络的帧格式进行转换。
F.R主机A主机BTokenRingEthernetrouterArouterB网络互联网络互联路由器所联网络的广播包被隔离在本网段之内,起到了防火墙作用。根据统计的80/20规律,一个网络应用的80%信息是在同一个LAN中交换的,使80%的信息不会经路由器转到其它网络上,隔离广播风暴,从面提高了整个网络的带宽。网间寻径和数据传送网间寻径和数据传送寻径的依据是经过每个路由器中的路由表。
路由表指明了从源站点到目的站点的一条路径。
路由
协议
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是生成路由表的方法,分为静态路由协议和动态路由协议。
网间寻径和数据传送网间寻径和数据传送静态路由协议:手工为每台路由器编写一张固定不变的静态路由表;
动态路由协议:为每台路由器配置一个动态路由寻径协议,让该路由协议自动形成和刷新路由表。动态路由协议有:RIP、RIPⅡ、IGRP 、EIGRP、OSPF、IS-IS、BGP、EGP等。流量管理流量管理包过滤:过滤某些用户不需要的信息流,减少网络流量,缓解网络阻塞。包括对特定的工作站、某些网络或子网、某些协议。流量管理流量管理优先权:对特定服务的包给予特别的优先权,使某些对延时敏感的包快速通过。
排队:对某几类服务进行排队通过解决拥塞问
题
快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题
解决拥塞问题输出速度跟不上输入速度,路由器的缓存可能被淹没。
采用源抑制,发现拥塞时,向源主机发送源抑制的ICMP报文,源主机收到报文后,降速发送。冗余和容错冗余和容错负载分流(Load Sharing)
负载均衡(Load Balancing)
双路由热备份(Hot-Stand-By)三、路由器工作原理三、路由器工作原理路由器的工作原理
路由器的结构和启动过程
路由器的基本配置路由器的工作原理路由器的工作原理路由器工作在OSI模型中下三层,最高层为网络层,通过统一的第三层来屏蔽底两层的不同,从而实现多个独立的异种网互联,并通过路由表实现寻径;由于是一个存储-转发设备,可以实现包的过滤、优先、排队等流量管理。路由器的工作原理路由器的工作原理路由器A路由器BIP寻径IP寻径IP数据报逻辑网
IP层加帧头去帧头帧传输和直接寻径数据链路层物理层路由器的工作原理路由器的工作原理Cisco路由器的IOS(Internetwork Operating System)是路由器的操作系统,就象计算机的操作系统一样。路由器内存体系结构路由器内存体系结构RAM NVRAM Flash ROMConsole
AuxiliarInterfaces内存 :ROM内存 :ROMROM:相当于PC的BIOS。存放引导程序和IOS的一个最小子集。
为只读存储器,系统掉电,程序不会丢失。内存 :Flash内存 :FlashFlash:包含压缩的IOS和微代码
是一种可擦写,可编程的ROM,系统掉电,程序不会丢失。
内存 :NVRAM内存 :NVRAMNVRAM(No-Voliate RAM):存放路由器的配置文件。
系统掉电,程序不会丢失。
内存 :RAM内存 :RAM动态内存,系统掉电,内容丢失。
Command
ExecutiveInternetwork Operating SystemProgramActive
Configuration
FileTableBufferRAM路由器的启动过程路由器的启动过程首先运行ROM的程序,进行系统自检和引导,然后读Flash内的IOS,装入DRAM中,并从NVRAM中读入路由器的配置,计算并生成路由表。路由表生成过程路由表生成过程开机初始化时形成初步路由表
通过与相邻路由器交换路由信息刷新完善路由表四、Cisco简介 四、Cisco简介 世界上占领先地位的网间网互联技术和产品服务供应商。
1984年成立于加州Menlo Park。
取名于San Francisco 全球重要的网络厂商全球重要的网络厂商交换机份额:35%
路由器份额:60%
Internet骨干网路由器:80%产品系列产品系列全系列产品满足不同用户的要求Cisco1600Cisco2500Cisco2600Cisco3600Cisco4000As5200/5300As5800Cisco7200Cisco7500Cisco12000路由器产品系列路由器产品系列部门级:1600、2500
多媒体:2600、3600
企业级:4000、7200
骨干级:7500
电信运营级:12000
访问服务:5200、5300、5800Cisco的 IOSCisco的 IOS版本
应用五、路由器基本配置五、路由器基本配置三种工作模式
各端口地址
连入WAN包封装
路由协议三种工作模式三种工作模式用户模式
Router >
特权模式
Router>enable
Password:
Router#
三种工作模式三种工作模式全局模式
Router#config term
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Router(config)#
帮助 HELP!!!帮助 HELP!!!在任何模式、任何情况下均可键入 “ ?”来得到帮助。
Router > ?
Router# ?
Router(config)# ?
配置局域口配置局域口Router(config)# int e0
Router(config-if)#
Router(config-if)# ip address 200.61.17.253 255.255.255.0
Router(config-if)#no shutdown
Router(config-if)# exit
配置广域口并封装协议配置广域口并封装协议Router(config)# int s0
Router(config-if)#ip address 200.61.16.252 255.255.255.0
Router(config-if)# encap frame-relay
Router(config-if)#frame-relay lmi-type ansi
Router(config-if)#fr map ip 200.61.16.251 104 bro路由协议配置路由协议配置Router(config)# router igrp 100
Router(config-router)#
Router(config-router)#network 200.61.16.0
Router(config-router)#exit查看路由器状态查看路由器状态Router#show int s0
Router#show ip route
Router#show run六、路由器故障分析六、路由器故障分析物理层故障
链路层故障
网络层故障
路由器常见故障表现
路由器使用注意事项物理层故障物理层故障指为网络提供物理连接的硬件故障
ModemModemDDN
节点用户端局端?台卡物理层故障物理层故障主要有:外线不通、Modem未加电。路由器表现(本端)路由器表现(本端)Router#show int s0
Serial0 is down, line protocol is down
Internet address is 200.32.200.198/28
Encapsulation HDLC,
·······
DCD=down DSR=down DTR=down
RTS=down CTS=down
路由器表现(对端)路由器表现(对端)Router#show int s0
Serial0 is up, line protocol is down链路层故障链路层故障故障因素较多ModemModemDDN
节点用户端局端??????台卡路由器表现路由器表现Router#show int s0
Serial0 is up, line protocol is down
DCD= DSR= DTR= RTS= CTS=
或
Serial0 is up, line protocol is up
Serial0 is up, line protocol is down 循环链路层故障因素链路层故障因素路由器广域口损坏
Modem和路由器的连接电缆损坏
用户Modem损坏
异种路由器互联,链路层封装协议不一致。
局端卡式Modem损坏;局端端口坏
局端转接电缆损坏
链路层故障因素(续)链路层故障因素(续)网管数据没做上或没做对
DTU网管设置,DCD置高
中继不好或没做对
帧中继线路中,封装Annex-D未配
E1信令为CCS,时隙对应问题。
链路层故障因素(续)链路层故障因素(续)局端Modem的时钟跳线不对,造成虽然连通,但传输速度极慢,且有丢包现象。
DDN节点机下的分配盘端口坏
以上两点造成循环 UP down
对端路由器关机故障排除故障排除网管分段打环测误码
网管分段打环,路由器接收。
从用户端Modem灯的状态判断,TD不亮,基本上是用户端设备损坏。
设备替换
网络层故障网络层故障点对点链路,路由器广域网端口IP地址不在同一网段上。
路由协议配置不正确路由器表现路由器表现Router#show int s0
Serial0 is up, line protocol is up
就是ping 不通
ping目的网络地址时,规律性的大规模的丢包
故障排除故障排除检查端口IP地址
检查路由协议的设计路由器常见故障路由器常见故障广域端口坏,表现为line protocol is down,或line protocol频繁up和down。
非正常启动或IOS损坏,表现为提示符
common>
rommon>
router(boot)>注意事项注意事项路由器切莫频繁开关机
路由器和Modem电缆不要带电插拨总结总结Serial is down
line protoco is down
null谢谢!